Способ и устройство для ускорения роста

Способ и устройство для ускорения роста

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу и устройству для ускорения роста травяного покрова (газона), в частности на футбольных стадионах и подобных спортивных сооружениях.

В прошлом трибуны на футбольных стадионах и спортивных аренах, как правило, не закрывали крышей, а располагали с небольшим уклоном и на некотором удалении от поля, например за беговыми дорожками и атлетическими снарядами. Сегодня все чаще трибуны возводят прямо по кромке футбольного поля с крутым уклоном, чтобы предоставить публике хороший обзор, и, кроме того, закрывают крышей, по меньшей мере, зону трибун, а иногда и весь стадион целиком.

На современных футбольных стадионах естественная освещенность чрезвычайно ограничена, так как крыша, если и не закрывает весь стадион, оставляет открытой только зону непосредственно над игровым полем.

В зимние месяцы, когда рост газона затруднен из-за низкой температуры, поскольку обычные сорта травы для формирования газона не могут расти при температуре ниже 5°С, спортивные газоны подвергаются экстремальной нагрузке.

Поскольку частота игр, в особенности в сфере профессионального футбола, возрастает, зимой, а отчасти и летом, регенерационная способность травы не является настолько высокой, чтобы в условиях непрерывных игр восстановиться от повреждений.

Известен способ промышленного выращивания растений, образующих газон, согласно которому их содержат в виде газона, который при необходимости снимают, сворачивают в рулоны и укладывают на футбольном поле вместо изъятого участка.

Недостатком данного способа является то, что снятие поврежденного участка газона и укладка нового являются слишком дорогими. Кроме того, в условиях стадиона новый участок газона зачастую прекращает рост.

Известны также попытки улучшить регенерационную способность газона путем натягивания над ним полотнища со светодиодами. Данная система, поставляемая фирмой «lntravision» под торговой маркой «Lumigren», содержит, главным образом, направляющие, на которые натягивают полотнища со светодиодами, и вентиляционную систему для создания циркуляции воздуха.

Фирма SGL, Waddinxveen, Нидерланды, разработала систему управления ростом газона, с помощью которой контролируют такие факторы роста газона как освещение, температура, подача воды, внесение удобрений и скашивание. Каждый из факторов роста изменяют по отдельности. По необходимости применяют искусственное освещение газона.

Эта система нацелена на улучшение освещения газона. Тем не менее, сильно поврежденный газон не может быть восстанавлен только благодаря улучшению освещения, особенно зимой.

Из ЕР 0561193 А2 известны способ и устройство для стимулирования роста растений. Известное устройство почти полностью покрывает газон. Для стимулирования роста травы под покрытием предусматривается искусственное освещение продолжительностью примерно от 8 до 12 часов в сутки. Постоянно или с интервалами производится принудительная вентиляция воздуха при помощи двух вентиляторов. То количество углекислого газа, которое поглощается газоном, необходимо подавать непрерывно или с интервалами в атмосферу помещения устройством для подачи углекислого газа. Благодаря данным способу и устройству обеспечивается рост травы в любое время года, в соответствии с естественными условиями. Устройство может быть встроено в пластины почвы, предназначенные для покрытия поверхности газона.

В ЕР 1269815 А описано устройство для снабжения газонов газом. Для подачи газа использован газопровод, который проходит по всей поверхности газона. Один конец газопровода открыт и соединен с датчиком давления, а другой его конец закрыт. Со стороны, обращенной к поверхности газона, газопровод имеет выпускные отверстия. В модернизированном варианте устройства предусмотрены датчики, которые регистрируют один или несколько параметров, например температуру и влажность окружающего воздуха, температуру и влажность травяного покрова, температуру и влажность газа на входе и выходе, насыщение углекислым газом, а также содержание удобрений, и передают их на блок управления, с помощью которого регулируют давление, и/или подачу водяного пара, и/или содержание углекислого газа, и/или количество вносимых удобрений, и/или управляют нагревателем.

Задачей настоящего изобретения является создание способа ускорения роста и восстановления газона, с использованием которого фазы интенсивного роста и регенерации травяного покрова возможны и зимой.

Задача решена благодаря созданию способа, включающего признаки п.1 формулы изобретения.

Предпочтительные примеры осуществления способа изложены в зависимых пунктах формулы.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить простое в применении устройство для реализации данного способа, которое можно легко, быстро и экономично изготовить.

Эта задача решена благодаря созданию устройства, включающего признаки п.8 формулы.

Предпочтительные примеры осуществления устройства рассмотрены в зависимых пунктах формулы.

Согласно настоящему изобретению над ограниченной поверхностью газона сооружают закрытое помещение, оснащенное осветительными средствами для освещения находящегося под ними газона. При этом предпочтительным является освещение с длиной волны, которая стимулирует фотосинтез у травянистых растений, образующих газон. В особенности для этой цели пригодны ртутные лампы с соответствующими фильтрами или люминесцентные лампы с соответствующим спектром излучения.

Кроме того, в это закрытое помещение подают углекислый газ и при этом постоянно ведут наблюдение за концентрацией СО₂ и контроль насыщения углекислым газом в закрытом пространстве, благодаря чему можно получить концентрацию СO₂, по меньшей мере, 500 ppm, предпочтительно, по меньшей мере, 800 ppm, т.е. существенно повышенную по сравнению с естественной (примерно 350 ppm).

Из ЕР 0561193 А2 известен способ поддержания естественного уровня концентрации СO₂. Согласно данному способу все потребляемое количество углекислого газа возмещается. Из-за того что лампы размещены низко, требуется постоянный воздухообмен, чтобы не превысить заданную температуру. По этой же причине невозможно постоянно удерживать концентрацию СО₂ на уровне, существенно превышающем естественный.

Благодаря наличию СО₂ тепло, излучаемое осветительными средствами, гораздо лучше сохраняется («парниковый эффект»), благодаря чему в закрытом помещении поддерживается повышенная температура.

Поскольку все современные футбольные стадионы и спортивные сооружения, которые содержат спортивный газон, имеют соответствующие нагреватели травяного покрова, размеры или объем закрытого помещения выбирают из условия, чтобы его объем нагревался от нагревателя газона в течение заданного времени до температуры, при которой возможен рост травянистых растений, образующих газон. Кроме того, весь нагрев или дополнительный нагрев может осуществляться благодаря теплу, излучаемому осветительными средствами.

При наличии установки для подогрева газона или тепла, излучаемого осветительными средствами, можно отказаться от средств циркуляции углекислого газа, поскольку в этом случае циркуляция происходит благодаря конвекции.

Осветительные средства предпочтительно размещены на высоте от 1,80 до 2,80 м над поверхностью газона.

Подавать углекислый газ можно в наивысшее место помещения; углекислый газ обладает большим удельным весом, чем воздух, и поэтому опускается вниз.

Предпочтительно закрытое помещение выполнено в виде палатки со стенками из газонепроницаемого материала, плотно натянутого от верха палатки до газона.

Чтобы предотвратить потери газа, а также минимизировать понижение температуры, стенки палатки выполнены из пленки, при необходимости, в комбинации с тканью, обладающей высокой прочностью на разрыв.

В предпочтительном примере осуществления стенки палатки обладают также изоляционными свойствами благодаря тому, что между внутренней стенкой из пленки и наружной стенкой из пленки размещен лист из вспененного материала или созданы воздушные камеры.

Предпочтительно, палатка выполнена с усилением и окружена элементами наподобие лезвий, проходящими вниз и взаимодействующими с грунтом, так что обеспечена устойчивость и хорошее уплотнение.

Дополнительно, способ предусматривает сооружение подобного закрытого помещения или нескольких помещений на поверхности газона с возможностью подачи углекислого газа и освещения на газон, а также с возможностью перенести палатку на другое место по истечении заданного времени. В соответствии с настоящим изобретением такой перенос можно осуществлять не только вручную, но и механизированно с помощью системы тросов и/или направляющих. В этом варианте крепление помещения к грунту не осуществляется, а вместо этого по его нижнему краю установлены ролики, с помощью которых закрытое помещение можно катить по траве. Очевидно, что для этого можно использовать полозья или направляющие.

Изобретение поясняется на примере чертежей, на которых: фиг.1 изображает продольный разрез предлагаемого устройства,

фиг.2 схематически изображает поперечный разрез предлагаемого устройства,

фиг.3 схематически изображает в перспективе еще один вариант выполнения предлагаемого устройства без осветительных средств и приспособления для подачи газа, и

фиг.4 изображает в перспективе в сложенном виде устройство, представленное на фиг.3.

Предлагаемое устройство 1 расположено на подлежащем регенерации газоне 2, который растет на грунте 3.

Устройство 1 включает закрытое помещение 4 с потолочной стенкой 5 и боковыми стенками 6. Потолочная стенка 5 и боковые стенки 6 предпочтительно жестко соединены друг с другом и при необходимости имеют несущую конструкцию (не показана).

Более конкретно, закрытым помещением 4 является палатка 4, которая открыта снизу и краями боковых стенок 7 прикреплена к газону 2.

Закрытое помещение 4 или палатка 4 может быть выполнена в виде блока или иметь одно- или двухскатную крышу (фиг.2).

В верхней части или под стенкой 5 имеется труба 8 для подачи газа, которая проходит на часть длины или на всю длину помещения 4. Труба 8 имеет отверстия 9, через которые можно подавать углекислый газ.

Углекислый газ поступает из резервуара 10, который соединен с трубой 8 с помощью газопровода 11.

Чтобы следить за содержанием СО₂ в закрытом помещении 4 или палатке 4 к резервуару 10 через трубопровод 13 присоединен датчик СО₂ 12, а также установлен соответствующий блок управления (не показан) для регулирования содержания углекислого газа.

На высоте h от газона 2 в закрытом помещении 4 или в палатке 4 установлены осветительные средства 14, включающие, например, лампы накаливания или газоразрядные лампы. Предпочтительным является использование ламп, предназначенных для стимулирования фотосинтеза растений, например, производства компании General Electric и под торговой маркой Lucalox PSL.

В одном из примеров осуществления настоящего изобретения осветительные средства 14 содержат, например, люминесцентные лампы 15, которые размещены внутри помещения 4.

Благодаря нагревателю 17 газона, размещенному в грунте 3 под газоном 2, углекислый газ, выходящий из трубы 8 ниспадающими струями, циркулирует в помещении 4, и благодаря этой конвекции углекислый газ, центральная подача которого осуществляется от крыши, протекает вверх к периферии, как показано стрелками 16 на фиг.2.

Установлено, что для создания эффекта подобной конвекции вполне достаточно излучения тепла от осветительных средств 14, так что можно обеспечить необходимую конвекцию на стадионах, где отсутствует нагреватель 17.

В приведенном выше примере осуществления изобретения для подачи СO₂ используется труба 8. Однако оказалось, что в контексте настоящего изобретения можно вместо подобной трубы применять отдельное точечное сопло, так как благодаря конвекции в закрытом помещении обеспечивается равномерное насыщение углекислым газом.

Осветительные средства установлены на высоте h от 1,80 до 2,80 м или от 2,20 до 2,50 м, а труба 8 установлена на 20-80 см, предпочтительно на 50 см выше осветительных средств.

Преимущество способа и устройства согласно настоящему изобретению заключается в простоте конструкции. Благодаря газонепроницаемой конструкции предлагаемого помещения 4 или палатки 4, благодаря тепловыделению от осветительных средств, а также дополнительному тепловыделению от нагревателя газона происходит существенное повышение температуры, достаточное для роста травянистых растений, предназначенных для формирования газона.

Благодаря тепловыделению от осветительных средств, а также при необходимости от нагревателя газона создается конвекция, обеспечивающая равномерное распределение углекислого газа.

Концентрация СО₂ находится на уровне от 500 до 1500 ppm, предпочтительно от 800 до 1200 ppm или от 800 до 2000 ppm. Естественная концентрация СO₂ составляет примерно 350 ppm. Значительный рост газона 2 достигается благодаря повышенной концентрации углекислого газа.

Согласно настоящему изобретению с помощью представленного способа и устройства достигаются оптимальные условия роста газона даже в холодные зимние месяцы и в условиях экстремальных нагрузок на травяной покров. Это достигается без затруднения путем увеличения яркости освещения по сравнению с дневным светом и повышения концентрации углекислого газа при высокой температуре.

Изобретатели могли наблюдать рост травы примерно 0,5 мм в час даже в зимние месяцы. Наружная температура составляла примерно 5-6°С. Измеренные на газоне температуры были существенно выше. С одной стороны, применялась установка для нагрева грунта. Однако повышению температуры на поверхности газона также способствовали тепловыделение ламп и теплосберегающий эффект благодаря закрытой палатке и повышенной концентрации углекислого газа. Таким образом, на газоне была достигнута температура 21°С.

Предлагаемая палатка 4 или помещение 4 имеют в основании площадь от 10×30 м до 15×30 м или от 30 м² до 400 м². Палатки 4 меньших размеров применялись, чтобы ухаживать за локальными участками с повышенной нагрузкой, например за зоной у ворот.

В следующем примере осуществления настоящего изобретения устройство 1 содержит несколько соединенных друг с другом сегментов 18 (фиг.3). Конструкция выполнена согласно приведенному выше описанию.

Каждый сегмент 18 имеет в длину около 5 м и ширину около 6 м. От двух до пяти таких сегментов образуют тоннель с зоной покрытия примерно 150 м². Используя, например, четыре подобных тоннеля (примерно 600 кв.м) можно, участок за участком, восстановить газон на площади стадиона (около 7000 кв.м).

Отдельные сегменты 18 этого тоннеля оснащены по нижнему краю колесами 19 с тем, чтобы иметь возможность перемещения по газону 2. Сегменты 18 выполнены с возможностью складывания и раскладывания (фиг.4). В сложенном состоянии они имеют длину примерно 80 см, и их можно перемещать с помощью простого подъемного механизма, например вилочного погрузчика.

Потолочная стенка 5 и боковые стенки 6 предпочтительно выполнены из прозрачной светопропускающей пленки с тем, чтобы обеспечить доступ солнечного света на газон 2, предназначенный для восстановления, благодаря чему предоставляется возможность отключать осветительные средства 14 при дневном свете и, как следствие, получить существенную экономию электричества.

На высоте h от газона 2 в каждом сегменте 18 оборудованы осветительные средства 14, например в виде шести ламп. Здесь использованы лампы для ассимиляции растений, например, мощностью 600 Вт и яркостью от 100 до 200 люмен/м² производства компании Philips, специально предназначенные для стимулирования фотосинтеза растений.

Лампы установлены на высоте h от 1,6 до 2,0 м, предпочтительно на высоте 1,8 м.

В результате тепловыделения от ламп температура повышается примерно на 10°С. Этого в большинстве случаев бывает достаточно для того, чтобы даже зимой достичь необходимой для роста газона температуры 3-5°С.

При высокой внешней температуре может оказаться предпочтительным установить лампы таким образом, чтобы отделить их от насыщенного газом помещения, т.к. именно лампы выделяют большую часть тепла. Слишком высокая температура может нанести вред росту газона 2. Поэтому устройство 1 согласно еще одному варианту осуществления содержит осветительную камеру 20, в которой установлены осветительные средства 14, и регенерационную камеру 21, в которой находится труба 8 для подачи углекислого газа. Камеры 20 и 21 отделены друг от друга второй потолочной стенкой 22, которая является прозрачной или светопроницаемой с тем, чтобы пропускать солнечное излучение. Стенка 22 закрывает камеру 21 с обеспечением газонепроницаемости и расположена на расстоянии примерно 50 см над газоном.

Лампы размещены в камере 20 под коньком крыши. В боковых стенках 6 сделаны вентиляционные средства 23 в виде вентиляционных отверстий 23 для отвода тепла, которое излучают лампы.

Благодаря разделению пространства и/или наличию вентиляционных отверстий 23 предотвращен избыточный нагрев камеры 21.

Пример осуществления, который изображен на фиг.3 и 4, также может быть выполнен без разделения помещения 4 на камеры 20 и 21.

Концентрация СO₂ предпочтительно составляет 800-2000 ppm.

Согласно изобретению систему или устройство устанавливают, а способ используют на конкретном месте и оставляют функционировать в течение 4-12 часов, предпочтительно 10-12 часов, а затем перемещают на другое место.

Список обозначений

1 Предлагаемое устройство

2 Газон

3 Грунт

4 Закрытое помещение или палатка

5 Потолочная стенка

6 Боковые стенки

7 Края боковых стенок

8 Приспособление для подачи углекислого газа

9 Выпускные отверстия

10 Газовый резервуар

11 Газопровод

12 Датчик СO₂

13 Трубопровод

14 Осветительные средства

15 Люминесцентные лампы

16 Стрелки

17 Нагреватель газона

18 Сегмент

19 Колеса

20 Осветительная камера

21 Регенерационная камера

22 Вторая потолочная стенка

23 Вентиляционные средства

1. Способ ускорения роста и восстановления газона, согласно которому поверхность газона (2) по меньшей мере частично закрывают сверху помещением (4) с открытым низом, в которое подают СО₂, и в котором создают концентрацию углекислого газа от 500 до 2000 ppm, причем поверхность газона (2), закрытую помещением (4), освещают с использованием осветительных средств (14).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что создают концентрацию СO₂ по меньшей мере 800 ppm.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что СO₂ подают в наивысшее место помещения (4).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что углекислый газ рассеивают в закрытом помещении (4) с помощью конвекции или тепла, излучаемого осветительными средствами (14) и/или нагревателем газона (17).

5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что создают концентрацию углекислого газа в помещении (4) от 500 до 1500 ppm.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию углекислого газа измеряют, а подачу газа регулируют.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что размеры закрытого помещения (4) задают исходя из условия, чтобы за время 4-12 ч установить в закрытом помещении температуру по меньшей мере 6°С.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух, заключенный внутри закрытого помещения (4), дополнительно нагревают с помощью нагревателей.

9. Устройство для ускорения роста и восстановления газона, включающее закрытое помещение (4) с открытым низом, выполненное с возможностью размещения на поверхности газона (2), дополнительно оборудованное осветительными средствами (14) и приспособлением для подачи углекислого газа (8) из резервуара (10) в закрытое помещение (4) и создания в нем концентрации углекислого газа от 500 до 2000 ppm.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что осветительные приборы размещены на расстоянии от 1,80 м до 2,80 м над поверхностью газона.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что приспособление для подачи углекислого газа (8) размещено над осветительными средствами (14).

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что приспособление для подачи углекислого газа (8) расположено в наивысшем месте закрытого помещения (4).

13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что закрытым помещением (4) является палатка (4) или устройство наподобие палатки (4), стенки которой выполнены из газонепроницаемого, по существу, материала.

14. Устройство по одному из пп.9 или 13, отличающееся тем, что стенка палатки содержит газонепроницаемую пленку.

15. Устройство по одному из пп.9 или 13, отличающееся тем, что стенка палатки по меньшей мере частично выполнена прозрачной или светопроницаемой.

16. Устройство по одному из пп.9 или 13, отличающееся тем, что закрытое помещение (4) имеет осветительную камеру (20), в которой размещены осветительные средства (14), и регенерационную камеру (21), которая размещена под осветительной камерой (20) и в которой установлена труба для подачи углекислого газа (8).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что регенерационная камера (21) отделена от осветительной камеры (20) прозрачной или светопроницаемой второй потолочной стенкой (22) с обеспечением газонепроницаемости.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что осветительная камера (20) имеет вентиляционные отверстия (23).

19. Устройство по п.9, отличающееся тем, что материал стенки палатки содержит слой ткани, в частности слой, обладающий высокой прочностью на разрыв.

20. Устройство по одному из пп.9 или 19, отличающееся тем, что стенки палатки выполнены с изолирующими свойствами и содержат пленку из вспененного материала и/или воздушные камеры, расположенные между двумя стенками из пленки.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что стенка палатки включает воздушно-пузырьковую пленку.

22. Устройство по одному из пп.9 или 21, отличающееся тем, что закрытое помещение (4) или палатка (4) выполнена с усилением по нижнему краю, установленному на газоне (2), а по периметру размещены элементы наподобие лезвий, проходящие вниз и взаимодействующие с грунтом для обеспечения газонепроницаемости.

23. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит закрытое помещение (4), включающее потолочную стенку (5) и боковые стенки (6), которые прочно соединены друг с другом с обеспечением газонепроницаемости.

24. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в качестве приспособления подачи углекислого газа (8) использована труба (8), которая проходит на часть длины или на всю длину помещения (4) и содержит отверстия (9), через которые в помещение (4) поступает углекислый газ.

25. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство дополнительно оснащено резервуаром (10) для хранения углекислого газа, соединенного с трубой (8) посредством соответствующего газопровода (11).

26. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в закрытом помещении (4) или палатке (4) установлен датчик (12) для измерения содержания СО₂, который подключен к блоку управления для регулирования концентрации углекислого газа в соответствии с заданными параметрами.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что концентрация CO₂ составляет по меньшей мере 800 ppm.

28. Устройство по п.9, отличающееся тем, что осветительные средства (14) содержат лампы накаливания, и/или газоразрядные лампы, и/или лампы с разрядом в парах металла, и/или люминесцентные лампы (15).

29. Устройство по п.9, отличающееся тем, что закрытое помещение (4) в основании покрывает площадь от 5×6 м до 20×40 м.

30. Устройство по п.9, отличающееся тем, что закрытое помещение (4) в основании покрывает площадь от 30 м² до 400 м².

31. Способ по одному из пп.1-2, 4 или 6-8, отличающийся тем, что при реализации способа применяют устройство по одному из пп.9-30.